高速光纖數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著雷達(dá)測(cè)試、遙感衛(wèi)星、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信等領(lǐng)域系統(tǒng)數(shù)據(jù)帶寬不斷增大，相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)要求越來越高，只有具備高速數(shù)據(jù)采集與傳輸能力，才能實(shí)現(xiàn)龐大的數(shù)據(jù)流交互，滿足相關(guān)領(lǐng)域?qū)Ω咚贁?shù)據(jù)獲取能力的需求。為此，本課題開展了10Gbps級(jí)高速數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究。
　　本文主要研究高速光纖數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，包括光纖通信理論研究，計(jì)算機(jī)通信總線協(xié)議分析，高速大容量緩存電路設(shè)計(jì)，以及測(cè)試系統(tǒng)集成解決方案分析，具體工作包括以下幾

2、個(gè)方面:
　　(1)利用SFP光模塊設(shè)計(jì)具備10Gbps級(jí)通信能力的高速光纖數(shù)據(jù)收發(fā)硬件電路，通過Xilinx公司Aurora IP核結(jié)合FPGA內(nèi)部邏輯實(shí)現(xiàn)基于Aurora協(xié)議的10Gbps級(jí)光纖通信控制器，并對(duì)光紆接口通信能力進(jìn)行測(cè)試;
　　(2)研究標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)總線PCI-Express2.1通信協(xié)議，利用Xilinx公司PCI-Express2.1IP核，設(shè)計(jì)基于DMA數(shù)據(jù)傳送模式的PCI-Express通信引擎，并與上

3、位機(jī)軟件配合實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與硬件功能卡交互;
　　(3)針對(duì)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)常見的緩存容量不足問題，設(shè)計(jì)了一個(gè)高速容量可擴(kuò)展緩存電路，最大支持容量擴(kuò)展至8GB，最大工作頻率1600MHz，并利用FPGA內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)了緩存電路控制器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速緩存。
　　最后充分調(diào)研測(cè)試測(cè)量行業(yè)先進(jìn)測(cè)試?yán)碚摮晒?，制定了完整測(cè)試方案，搭建了系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，通過時(shí)域和頻域分析驗(yàn)證系統(tǒng)功能，利用上位機(jī)測(cè)速軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)速率測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明本課題設(shè)計(jì)的高